2019高三物理人教版一輪教師用書第2章第1節(jié)重力彈力摩擦力Word版含解析

2019高三物理人教版一輪教師用書：第2章第1節(jié)重力彈力摩擦力Word版含分析2019高三物理人教版一輪教師用書：第2章第1節(jié)重力彈力摩擦力Word版含分析22/22螞PAGE22肁衿羈薅螃莈莁莀膀羂荿蚅蒅袇蒄芀膀膃蒆芇2019高三物理人教版一輪教師用書：第2章第1節(jié)重力彈力摩擦力Word版含分析第章相互作用[全國卷三年考點考情]：考綱考要2015年20162017年點求年形變、彈性、胡克Ⅰ－－Ⅲ卷T17·6分定律滑動摩擦力、動Ⅰ卷摩擦因ⅠT20·6－－數、靜摩分擦力矢量和Ⅰ－－－標量力的合成和分Ⅱ－－－解Ⅰ卷T19·6Ⅰ卷分共點力Ⅱ卷21ⅡT24·12Ⅰ卷T·6分的平衡1416T·6Ⅱ卷T·6分分分

Ⅲ卷

T17·6

命題趨勢

觀察重點：對彈力、摩擦力的理解和大小的計算，力的合成與分解的方法，物體的受力分析，共點力平衡條件的綜合應用.

觀察形式：對本章內容的觀察以選擇題為主，若和其他知識綜合觀察，有時也會出現在計算題中.

分

實驗二：

研究彈

力和彈

－

－

－

簧伸長

的關系

實驗三：

考據力的平行

－

－Ⅲ卷

T22·6分

四邊形

定則

說明：辦理物體在粗糙面上的問題，只限于已知相對運動趨勢或已知運動方向的情況．

第一節(jié)重力彈力摩擦力

(對應學生用書第20頁)

[教材知識速填]：

知識點1重力彈力

1．重力

產生

由于地球的吸引而使物體碰到的力．

大小

與物體的質量成正比，即G＝mg.可用彈簧秤測量重力．

方向

總是豎直向下．

重心

其地址與物體的質量分布和形狀有關．

2．彈力

產生條件①兩物體相互接觸．②兩物體發(fā)生彈性形變．

方向

彈力的方向總是與施力物體形變的方向相反．幾種典型的彈力的方向以下：

①壓力：垂直于支持面而指向被壓的物體．②支持力：垂直于支持面而指向被支持的物體．③細繩的拉力：沿繩指向繩縮短的方向．④輕桿的彈力：不用然沿桿，要依照運動狀態(tài)詳盡分析．

大小

①彈簧類彈力在彈性限度內依照胡克定律：F＝kx.

②非彈簧類彈力大小應依照平衡條件或動力學規(guī)律求解．

易錯判斷

只要物體發(fā)生形變就會產生彈力作用．(×)

物體所受彈力方向與自己形變的方向相同．(√)

重力的方向必然指向地心．(×)

知識點2摩擦力

1．靜摩擦力與滑動摩擦力

名稱靜摩擦力滑動摩擦力

①接觸面粗糙①接觸面粗糙②接觸處有彈力產生條件②接觸處有彈力③兩物體間有相對運③兩物體間有相對運動動趨勢

大小0<Ff≤FfmFf＝μFN

與受力物體相對運動與受力物體相對運動的方方向趨勢的方向相反向相反

總是阻攔物體間的相總是阻攔物體間的相對運作用收效對運動趨勢動

動摩擦因數

定義：相互接觸的物體發(fā)生相對運動時，滑動摩擦力和正壓

Ff力的比值，μ＝FN.

決定因素：接觸面的資料和粗糙程度．易錯判斷

滑動摩擦力的方向必然與物體運動方向相反．(×)

運動的物體可能碰到靜摩擦力的作用．(√)

靜摩擦力必然是阻力，滑動摩擦力不用然是阻力．(×)

物體間的摩擦力越大，動摩擦因數越大．(×)

[教材習題回訪]：

觀察點：重力、重心的理解

1．(魯科必修1P62T2改編)關于重力和重心，以下說法正確的選項是()

A．物體碰到的重力是由于地球吸引而產生的

B．物體的重心必然在物體上

C．自由下落的石塊速度越來越大，說明它碰到的重力越來越大

D．質量為m的物體碰到的重力大小為mg，只要m必然，它受

到的重力大小就保持不變

[答案]：A

觀察點：摩擦力的理解

2．(粵教版必修1P74T9改編)(多項選擇)關于摩擦力，有人總結

了四條“不用然”，其中說法正確的選項是()

A．摩擦力的方向不用然與物體的運動方向相同

B．靜摩擦力的方向不用然與運動方向共線

C．受靜摩擦力或滑動摩擦力的物體不用然靜止或運動

D．靜摩擦力必然是阻力，滑動摩擦力不用然是阻力

[答案]：ABC

觀察點：靜摩擦力的分析

(魯科必修1P76T3)如圖2-1-1所示，用水平力F將一物體壓在豎直

墻壁上靜止不動．設物體受墻的壓力為N，摩擦力為Ff.那么，當F

增大時，以下說法正確的選項是()

圖2-1-1

A．N增大，Ff增大

B．N增大，Ff不變

C．N增大，Ff減小

D．條件不足，不能夠確定

[答案]：B

觀察點：摩擦力的計算

4．(粵教必修1P58T2)一個重600N的物體放在水平川面上，要使它從

原地搬動，最小要用190N的水平推力，若搬動后只要180N的

水平推力即可保持物體勻速運動，那么：

物體與地面間的最大靜摩擦力有多大？

物體與地面間的滑動摩擦力有多大？

當用250N的水平推力使物體運動后，物體碰到的摩擦力有多大？

【導學號：84370043】

[答案]：(1)190N(2)180N(3)180N

(對應學生用書第21頁)

彈力的分析與計算

1．彈力有無的判斷“三法”

假設將與研究對象接觸的物體清除接觸，判斷研究對象的思運動狀態(tài)可否發(fā)生改變．若運動狀態(tài)不變，則此處不存在假路彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處必然存在彈力設圖中細線豎直、斜面圓滑，因去掉斜面體，小球法規(guī)的狀態(tài)不變，故小球只受細線的拉力，不受斜面證的支持力

用細繩代替裝置中的桿件，看能不能夠保持原來的力學狀替思態(tài)．若是能保持，則說明這個桿供應的是拉力；否則，提換路供的是支持力法例圖中輕桿AB、AC，

證用繩代替桿AB，原裝置狀態(tài)不變，說明桿AB

對A施加的是拉力；用繩代替桿AC，原狀態(tài)不能夠保持，說明桿AC對A施加的是支持力

由運動狀態(tài)分析彈力，即物體的受力必定與物體的運動狀思態(tài)相吻合，依照物體的運動狀態(tài)，由二力平衡(或牛頓第狀路二定律)列方程，求物體間的彈力態(tài)

法規(guī)

證起落機以a＝g加速下降時物體不受底板的彈力作用

彈力方向確定的常有模型

[題組通關]：

1．(2018·西寧模擬)圖中各物體均處于靜止狀態(tài)．圖中畫出了小球

A所受彈力的情況，其中正確的選項是()

ABCD

[一般來講輕質桿對物體的彈力不用然沿著桿的方向，選項

中小球只受重力和桿的彈力且處于靜止狀態(tài)，由二力平衡可得小球碰到的彈力應豎直向上，所以A錯．選項B中由于繩豎

直向上，若是左邊的繩有拉力的話，豎直向上的那根繩就會發(fā)

生傾斜，所以左邊的繩沒有拉力，故B錯．關于球與面接觸的

彈力方向，過接觸點垂直于接觸面(即在接觸點與球心的連線

上)，即D中大多數圓對小球的支持力FN2應是沿著過小球與圓弧接觸點的半徑，且指向圓心的彈力，所以D錯．球與球相接觸的彈力方向，垂直于過接觸點的公切面(即在兩球心的連線上)，而指向受力物體，由上可知C正確．]：

2．(2018·聊城模擬)小車上固定一根彈性直桿A，桿頂固定一個小

球B(如圖2-1-2所示)，現讓小車從圓滑斜面上自由下滑，在以下列圖所示的情況中桿發(fā)生了不相同的形變，其中正確的選項是()

圖2-1-2

[小車在圓滑斜面上自由下滑，則加速度a＝gsinθ(θ為斜面的傾角)，由牛頓第二定律可知小球所受重力和桿的彈力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于gsinθ，則桿的彈力方向垂直于斜面向上，桿不會發(fā)生波折或傾斜，C正確．]：

靜摩擦力的有無及方向判

斷

1．假設法

利用假設法判斷的思想程序以下：

2．狀態(tài)法

此法重點是先判明物體的運動狀態(tài)(即加速度的方向)，再利用

牛頓第二定律(F＝ma)確定合力，爾后經過受力分析確定靜摩擦

力的大小及方向．

3．牛頓第三定律法

此法的重點是抓住“力是物體間的相互作用”，先確定受力較

少的物體碰到的靜摩擦力的方向，再依照“力的相互性”確定

另一物體碰到的靜摩擦力的方向．

[題組通關]：

3．如圖2-1-3所示，物體A、B在力F作用下一起以大小相等的速度

沿F方向勻速運動，關于物體A所受的摩擦力，以下說法正確的選項是()

【導學號：84370044】

甲乙

圖2-1-3

A．甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相同B．甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相反

C．甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力

D．甲圖中物體A不受摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和

相同

[用假設法分析：甲圖中，假設A受摩擦力，與A做勻速運動在水平方向所受合力為零不符，所以A不受摩擦力；乙圖中，假設A不受摩擦力，A將相對B沿斜面向下運動，則知A受沿F

方向的摩擦力．正確選項是D.]：

4．(多項選擇)(2018·南京模擬)如圖2-1-4所示，A、B、C三個物體質

量相等，它們與傳達帶間的動摩擦因數也相同．三個物體隨傳達

帶一起勻速運動，運動方向如圖中箭頭所示．則以下說法正確的

是()

圖2-1-4

A．A物體碰到的摩擦力方向向右

B．三個物體中只有A物體碰到的摩擦力是零

C．B、C碰到的摩擦力方向相同

D．B、C碰到的摩擦力方向相反

BC[A物體與傳達帶一起勻速運動，它們之間無相對運動或相

對運動趨勢，即無摩擦力作用，A錯誤；B、C兩物體雖運動方

向不相同，但都處于平衡狀態(tài)，由沿傳達帶方向所受合力為零可

知，B、C兩物體均受沿傳達帶方向向上的摩擦力作用，故B、C

正確，D錯誤．]：

5．將一物體分成相等的A、B兩部分靠在一起，下端放置在地面上，

上端用繩子拴在天花板上，繩子處于豎直挺直狀態(tài)，整個裝置靜

止，則()

【導學號：84370045】

圖2-1-5

A．繩子上拉力可能為零

B．地面受的壓力可能為零

C．地面與物體間可能存在摩擦力

D．A、B之間不能能存在摩擦力

A[假設繩子上的拉力為零，則A、B受力以下列圖，整個裝置

能夠靜止，A正確，D錯誤．由于A無法對B供應向上的力，地

面對B的支持力不能夠為零，依照牛頓第三定律，地面受的壓力不能夠為零，B錯誤．對A、B整體分析，系統不受水平方向的其他力，故地面與物體間不能能存在摩擦力，C錯誤．選A.]：

[反思總結]：判斷摩擦力有無及方向的三點注意

靜摩擦力的方向與物體的運動方向沒有必然關系，可能相同，也可能相反，還可能成必然的夾角.

分析摩擦力方向時，要注意靜摩擦力方向的“可變性”和滑動摩擦力方向的“相對性”.

受靜摩擦力的物體不用然是靜止的，受滑動摩擦力作用物體也不用然是運動的.

摩擦力大小的計算

1．靜摩擦力大小的計算

物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)，利用力的平衡條件來求解其大?。?/p>

物體有加速度時，若只有摩擦力，則Ff＝ma.若除摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力再求摩擦力．

為了辦理問題的方便，最大靜摩擦力常常按等于滑動摩擦力辦理．

2．滑動摩擦力大小的計算

滑動摩擦力的大小能夠用公式Ff＝μFN計算．

結合研究對象的運動狀態(tài)(靜止、勻速運動或變速運動)，利用平衡條件或牛頓運動定律列方程求解．

[多維研究]：

考向1靜摩擦力大小的計算

1．如圖2-1-6所示，滑塊A置于水平川面上，滑塊B在一水平力作

用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時A恰好不滑動，B恰好

不下滑．已知A與B間的動摩擦因數為μ1，A與地面間的動摩擦

因數為μ2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．A與B的質量的比值

為()

【導學號：84370046】

圖2-1-611－μ1μ2A.μ1μ2B.μ1μ21＋μ1μ22＋μ1μ2C.μ1μ2D.μ1μ2[題眼點撥]：①“A恰好不滑動”說明A受地面最大靜摩擦力；②“B恰好不下滑”說明B在豎直方向上重力與最大靜摩

擦力相平衡．

[B恰好不下滑時，μ1F＝mBg，A恰好不滑動，則F＝μ2(mAg

mA1－μ1μ2＋mBg)，所以mB＝μ1μ2，選項B正確．]：

2．(多項選擇)如圖2-1-7甲所示，放在固定斜面上的物體，碰到一個沿

斜面向上的力F作用，向來處于靜止狀態(tài)，F的大小隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．則在0～t0時間內物體所受的摩擦力Ff隨時

間t的變化規(guī)律可能為以下選項中的(取沿斜面向上為摩擦力Ff

的正方向)()

甲乙

圖2-1-7

BCD[物體在斜面上向來處于平衡狀態(tài)，沿斜面方向受力平衡方程為F－mgsinθ＋Ff＝0，解得Ff＝mgsinθ－F，若初態(tài)mgsinθ＝F，則選項B正確；若初態(tài)mgsinθ>F，則選項C正確；若初態(tài)mgsinθ<F，則選項D正確．]：

以下列圖，質量為m的木塊P在質量為M的長木板ab上滑行，

長木板放在水平川面上素來處于靜止狀態(tài)．若ab與地面間的動

摩擦因數為μ1，木塊P與長木板ab間的動摩擦因數為μ2，則

長木板ab碰到地面的摩擦力大小為()

A．μ1MgB．μ1(m＋M)g

C．μ2mgD．μ1Mg＋μ2mg

[木塊P相對長木板ab向右滑動，碰到向左的滑動摩擦力，大小為Ff1＝μ2N＝μ2mg；力的作用是相互的，故木塊P對長木板ab有向右的滑動摩擦力，故長木板ab有向右滑動的趨勢，

碰到地面對其向左的靜摩擦力；依照共點力平衡條件有Ff2＝

Ff1，所以Ff2＝μ2mg，應選C.]：

考向2滑動摩擦力大小的計算

3．(2017·全國Ⅱ卷)如圖2-1-8所示，一物塊在水平拉力F的作用

下沿水平桌面做勻速直線運動．若保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線運動．物塊與桌面間的動摩擦因數為()

圖2-1-8

3A．2－3B.633C.3D.2[設物塊的質量為m.據平衡條件及摩擦力公式有拉力F水平時，F＝μmg

拉力F與水平面成60°角時，Fcos60°＝μ(mg－Fsin60°)

3聯立解得μ＝3.應選C.]：

4．如圖2-1-9所示，物塊A放在傾斜的木板上，木板的傾角α分別

為30°和45°時物塊所受摩擦力的大小恰好相等，則物塊和木板間的動摩擦因數為()

圖2-1-9

13A.2B.2

25C.2D.2[題眼點撥]：“傾角α摩擦力大小恰好相等”說明兩種情

況下一種是靜摩擦力，一種是滑動摩擦力．

[當木板傾角為30°時，物塊碰到的是靜摩擦力，其大小等于mgsinθ.當木板傾角是45°時，物塊碰到的是滑動摩擦力，

其大小等于μmgcos45°.由題意可得μmgcos45°＝mgsin

230°.解得μ＝2.應選C.]：

一長方形木板放置在水平川面上，在木板的上方有一條狀豎直擋板，擋板的兩端固定于水平川面上，擋板跟木板之間其實不接觸．現在有一個方形

物塊在木板上沿擋板以某一速度運動，同時方形木板以相同大小的速度向左運動，木板的運動方向與豎直擋板垂直，已知物

塊跟豎直擋板和水平木板間的動摩擦因數分別為μ1和μ2，物塊的質量為

m，則豎直擋板對物塊的摩擦力大小為

(

)

A．0

2

μ1μ2mg

1

μ1μ2mg

D.2μ1μ2mg

[由于v1和v2數值大小相等，以木板為參照系，物

塊有關于木板的運動方向如圖中

v

物，則

tan

θ＝1，

得θ＝45°.

則木板對物塊的摩擦力方向與

v

物方向相反，如

圖．木板對物塊的摩擦力大小Ff＝μ2mg，物塊對擋板的壓力FN

2＝Ff·cos45

°＝

2μ2mg，物塊對擋板的摩擦力

Ff′＝μ1FN

2＝2μ1μ2mg，故B項正確．]：

[反思總結]：摩擦力計算的三點注意

在確定摩擦力的大小從前，第一分析物體所處的狀態(tài)，分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力.

滑動摩擦力有詳盡的計算公式，而靜摩擦力要借助平衡條件或牛頓第二定律求解.

“Ff＝μFN”中FN其實不總是等于物體的重力.

摩擦力的突變

問題

[母題]：(2018·洛陽模擬)如圖2-1-10所示，粗糙長木板l的一

端固定在鉸鏈上，木塊放在木板上，開始木板處于水平川點．當

木板向下轉動，θ角逐漸增大的過程中，摩擦力

Ff

的大小隨θ

角變化最有可能的是()

圖2-1-10

[題眼點撥]：①“水平川點”說明初始時辰摩擦力為零；②“向下轉動，θ角逐漸增大”說明前一階段為靜摩擦，后一個階段為滑動摩擦．

B[當Ff為靜摩擦力時Ff＝mgsinθ，即Ff按正弦規(guī)律變化；

當木塊滑動后Ff為滑動摩擦力，Ff＝μFN＝μmgcosθ，即Ff

[

按余弦規(guī)律變化，應選項B正確．]：

母題遷移]：

遷移1“靜—靜”突變

1．一木塊放在水平桌面上，在水平方向共碰到三個力即F1、F2和摩

擦力的作用，木塊處于靜止狀態(tài)，如圖2-1-11所示，其中F1＝10

N，F2＝2N，若撤去F1，則木塊碰到的摩擦力為()

【導學號：84370047】

圖2-1-11A．10N，方向向左B．6N，方向向右C．2N，方向向右D．0[題眼點撥]：“木塊處于靜止F1＝10N，F2＝2N”說明木

塊受最大靜摩擦大于等于8N.

[當物體受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時，由平

衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8N，方向向左．可知

最大靜摩擦力Ffmax≥8N．當撤去力F1后，F2＝2N<Ffmax，物體

仍處于靜止狀態(tài)，由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和

方向發(fā)生突變，且與作用在物體上的

F2

等大反向．選項

C正

確．]：

遷移2“動—靜”突變

2．(2018·湛江模擬)如圖2-1-12所示，質量為1kg的物體與地面間的動摩擦因數μ＝，從t＝0開始以初速度v0沿水平川面向

右滑行，同時碰到一個水平向左的恒力F＝1N的作用，g取10

m/s2，向右為正方向，該物體碰到的摩擦力Ff隨時間變化的圖象

是(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)()

圖2-1-12

[物體向右減速過程中，受滑動摩擦力作用，方向水平向左，

Ff1＝μmg＝2N，物體速度減為零后，因F<μmg，物體將保持靜止，此時Ff2＝F＝1N，方向水平向右，故A正確．]：

以下列圖，把一重為G的物體，用一水平方向的推力F＝kt(k

為恒量，

t

為時間)壓在豎直的足夠高的平展墻上，從

t＝0

開

始物體所受的摩擦力

Ff

隨

t

的變化關系是選項圖中的

(

)

A

B

C

D

B[

開始時物體加速下滑，加速度為

g，碰到推力后，物體受

滑動摩擦力，Ff＝μFN＝μF＝μkt，mg－μkt＝ma，則物體做

加速度逐漸減小的加速運動，當mg＝μkt時物體有最大速度，

此后mg<μkt，物體做加速度逐漸增大的減速運動，減速到0

后靜止在豎直墻面，此時摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力，且等于G.故

B正確．]：

遷移3“靜—動”突變

3．如圖2-1-13甲所示，質量為m的半球體靜止在傾角為θ的平板

上，當θ從0緩慢增大到90°的